JP2012134756A - Imaging apparatus - Google Patents

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光宏 月村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of acquiring signals used for removing optical noises.SOLUTION: In an imaging apparatus, when capturing a still picture, a vertical control circuit 26: collectively exposes a photoelectric conversion part of all the pixels 28 disposed on a pixel part 24; collectively transfers an optical charge accumulated by the photoelectric conversion part, to only a first storage part by driving a first transfer part of all the pixels 28 disposed on the pixel part 24 at the timing of ending the exposure; reads out an electrical charge accumulated on the first storage part as an optical signal via a first amplifier, a first connection part, and a first output signal line; and reads out an electrical charge accumulated on a second storage part as an optical noise signal via a second amplifier, a second connection part, and a second output signal line.

Description

本発明は、撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus.

デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置には、光学像を電気信号に変換する撮像素子が搭載されているが、この撮像素子は、近年、CCD(Charge Coupled Device、電荷結合素子)からCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor、相補型金属酸化膜半導体)へとマーケットシェアーが移行しつつある。   An imaging device such as a digital camera or a digital video camera is equipped with an imaging device that converts an optical image into an electrical signal. Recently, this imaging device has been changed from a CCD (Charge Coupled Device) to a CMOS (Charge Coupled Device). Complementary Metal Oxide Semiconductor (Complementary Metal Oxide Semiconductor) is shifting its market share.

撮像装置に搭載されているCMOS等のMOS型撮像素子は、撮像面に2次元状に配列された多数の画素の電荷を順次読み出すようになっているが、電荷を順次読み出す方式では露光開始時刻および露光終了時刻が画素毎に(あるいはライン毎に)異なることになり、画像に歪みが生じてしまう。そこで、全画素の露光開始時刻を同一にし、かつ全画素の露光終了時刻を同一にすることができるように(つまり、グローバルシャッタによる制御が可能となるように)構成されたMOS型撮像素子が知られている。このMOS型撮像素子は、露光量に応じた信号を発生させるフォトダイオード等の光電変換部を備えるとともに、光電変換部において発生した信号電荷を一時的に蓄積する電荷蓄積部を備え、さらに、電荷の転送やリセットを行う際にスイッチとして機能するトランジスタ等を備えた構成となっている。   A MOS type image pickup device such as a CMOS mounted on the image pickup apparatus sequentially reads out the charges of a large number of pixels arranged in a two-dimensional manner on the image pickup surface. In addition, the exposure end time differs from pixel to pixel (or from line to line), and distortion occurs in the image. Therefore, there is provided a MOS type image pickup device that is configured so that the exposure start time of all the pixels can be made the same and the exposure end time of all the pixels can be made the same (that is, control by a global shutter is possible). Are known. This MOS type image pickup device includes a photoelectric conversion unit such as a photodiode that generates a signal corresponding to an exposure amount, a charge storage unit that temporarily stores signal charges generated in the photoelectric conversion unit, and further includes a charge storage unit. The transistor includes a transistor that functions as a switch when performing transfer or reset.

このような撮像素子の画素の構成の一例として、図10に示すような、1画素内に5つのトランジスタが設けられた構成が知られている。図10は、従来知られている画素の回路構成を示した回路図である。図示する例では、電荷蓄積部FDを画素内メモリとして利用して、グローバルシャッタによる制御を可能とするものとなっている。この撮像素子をデジタルカメラに用いる場合に、KTCノイズ(リセットノイズ)を抑圧するために、以下のようなシーケンスにより駆動させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As an example of the pixel configuration of such an image sensor, a configuration in which five transistors are provided in one pixel as shown in FIG. 10 is known. FIG. 10 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a pixel known conventionally. In the example shown in the figure, the charge storage unit FD is used as an in-pixel memory to enable control by a global shutter. When this image sensor is used in a digital camera, a technique of driving in the following sequence is known to suppress KTC noise (reset noise) (see, for example, Patent Document 1).

(1)電荷蓄積部FDをトランジスタMrによりリセットし、増幅トランジスタMaと選択トランジスタMsとを介してリセットデータをライン毎に順次走査して読み出し、記憶しておく。
(2)全画素の光電変換部PDを、排出トランジスタMfにより一括してリセットし、所定の露光時間が経過した後に、光電変換部PDの画素データを、転送トランジスタMtを介して一括して電荷蓄積部FDへ転送する。
(3)電荷蓄積部FDへ転送された画素データを、増幅トランジスタMaと選択トランジスタMsとを介してライン毎に順次走査して読み出し、(1)において記憶しておいたリセットデータを減算する(差分をとる)。
(1) The charge storage unit FD is reset by the transistor Mr, and reset data is sequentially read and stored for each line via the amplification transistor Ma and the selection transistor Ms.
(2) The photoelectric conversion units PD of all the pixels are collectively reset by the discharge transistor Mf, and after a predetermined exposure time has elapsed, the pixel data of the photoelectric conversion unit PD is collectively charged via the transfer transistor Mt. Transfer to the storage unit FD.
(3) The pixel data transferred to the charge storage unit FD is sequentially scanned and read for each line via the amplification transistor Ma and the selection transistor Ms, and the reset data stored in (1) is subtracted ( Take the difference).

特開2005−65184号公報JP 2005-65184 A

しかしながら、上述したようなシーケンスで撮像素子を駆動した場合には、光電変換部PDの画素データを一括して電荷蓄積部FDに転送した後、電荷蓄積部FDに転送した画素データをライン毎に順次走査して読み出すまでの間においても、撮像装置に外光が入射する。撮像装置に外光が入射されると、光電変換部PDから電荷蓄積部FDに電荷が漏れ込むことがある。また、撮像装置に外光が入射されると、電荷蓄積部FDに直接入射した光によって電荷が発生することがある。そのため、撮像装置に入射した外光により、光電変換部PDからの電荷漏れ込みと電荷蓄積部FDに直接入射した光により発生する電荷、すなわち外光による光ノイズ電荷が電荷蓄積部FDに蓄積されることがある。   However, when the imaging device is driven in the sequence as described above, the pixel data of the photoelectric conversion unit PD is transferred to the charge storage unit FD in a lump and then the pixel data transferred to the charge storage unit FD is transferred for each line. External light is incident on the image pickup apparatus even during the period from sequential scanning to readout. When external light is incident on the imaging device, charges may leak from the photoelectric conversion unit PD to the charge storage unit FD. In addition, when external light is incident on the imaging device, charges may be generated by the light directly incident on the charge storage unit FD. Therefore, due to external light incident on the imaging device, charge leakage from the photoelectric conversion unit PD and charges generated by light directly incident on the charge storage unit FD, that is, light noise charges due to external light are accumulated in the charge storage unit FD. Sometimes.

これにより、撮像装置が撮像する画像に、光ノイズ電荷による光ノイズが表れてしまい画質が劣化してしまうという問題がある。特に、走行中の自動車のヘッドライト等のような移動する高輝度被写体を撮像する場合には、高輝度被写体の移動軌跡に光ノイズ電荷が発生し、撮像した画像にも光ノイズとして高輝度被写体の移動軌跡が写ってしまう。   As a result, there is a problem in that optical noise due to optical noise charges appears in the image captured by the imaging apparatus, and the image quality deteriorates. In particular, when imaging a moving high-brightness subject such as a headlight of a running car, a light noise charge is generated on the moving locus of the high-brightness subject, and the picked-up image also has a high-brightness subject as light noise. The movement trajectory of will be reflected.

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、光ノイズの除去に用いる信号を取得することができる撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide an imaging apparatus capable of acquiring a signal used for removing optical noise.

本発明は、入射光を光電荷に変換し、該光電荷を蓄積する光電変換部と、電荷を蓄積する第1の蓄積部と、電荷を蓄積する第2の蓄積部と、前記光電変換部が蓄積する前記光電荷を前記第1の蓄積部に転送する第1の転送部と、前記光電変換部が蓄積する前記光電荷を前記第2の蓄積部に転送する第2の転送部と、前記第1の蓄積部に蓄積された前記電荷をリセットする第1のリセット部と、前記第1の蓄積部に蓄積された前記電荷を増幅して出力する第1の増幅部と、前記第1の増幅部の出力を第1の出力信号線に伝達する第1の接続部と、前記第2の蓄積部に蓄積された前記電荷をリセットする第2のリセット部と、前記第2の蓄積部に蓄積された前記電荷を増幅して出力する第2の増幅部と、前記第2の増幅部の出力を第2の出力信号線に伝達する第2の接続部と、を有する画素を複数備え、当該画素が行列状に2次元に配列された画素部と、静止画を撮像する際には、前記画素部が備える全ての前記画素の前記光電変換部を一括露光させ、露光終了のタイミングで、前記画素部が備える全ての前記画素の前記第1の転送部を駆動させて前記光電変換部が蓄積した前記光電荷を前記第1の蓄積部のみに一括転送させ、当該第1の蓄積部に蓄積された前記電荷を、前記第1の増幅部と、前記第1の接続部と、前記第1の出力信号線とを介して、光信号として読み出すとともに、前記第2の蓄積部に蓄積された前記電荷を、前記第2の増幅部と、前記第2の接続部と、前記第2の出力信号線とを介して、光ノイズ信号として読み出すように制御する制御部と、を備えることを特徴とする撮像装置である。   The present invention converts incident light into photoelectric charge and stores the photoelectric charge, a first storage part for storing charge, a second storage part for storing charge, and the photoelectric conversion part. A first transfer unit that transfers the photoelectric charge stored in the first storage unit, a second transfer unit that transfers the photoelectric charge stored in the photoelectric conversion unit to the second storage unit, and A first reset unit that resets the charge accumulated in the first accumulation unit; a first amplification unit that amplifies and outputs the charge accumulated in the first accumulation unit; A first connection unit for transmitting the output of the amplifier unit to the first output signal line, a second reset unit for resetting the charge accumulated in the second accumulation unit, and the second accumulation unit A second amplifying unit that amplifies and outputs the charge accumulated in the first output signal, and outputs the second amplifying unit as a second output signal. A plurality of pixels having a second connection section that transmits to the pixel section, and a pixel section in which the pixels are two-dimensionally arranged in a matrix, and when capturing a still image, all the pixels included in the pixel section The photoelectric conversion units of the pixels are collectively exposed, and at the timing of exposure completion, the first transfer units of all the pixels included in the pixel units are driven, and the photoelectric charges accumulated in the photoelectric conversion units are The charge accumulated in the first storage unit is transferred to only one storage unit through the first amplification unit, the first connection unit, and the first output signal line. And reading out the electric charge as the optical signal, and the charge accumulated in the second accumulation unit via the second amplification unit, the second connection unit, and the second output signal line, And a control unit that controls to read out as an optical noise signal. An imaging device for.

また、本発明の撮像装置において、前記制御部はさらに、前記光電変換部を一括露光させる前に、前記第1のリセット部と前記第2のリセット部とを駆動させた後、前記第1の蓄積部のリセット信号と前記第2の蓄積部のリセット信号とを読み出し、前記光信号と前記第1の蓄積部のリセット信号との差分である静止画用データと、前記光ノイズ信号と前記第2の蓄積部のリセット信号との差分である補正用データとを生成し、前記静止画用データと前記補正用データとの差分である補正済み静止画像データを生成する画像処理部を備えることを特徴とする。   In the imaging apparatus according to the aspect of the invention, the control unit may further drive the first reset unit and the second reset unit before collectively exposing the photoelectric conversion unit, and then the first reset unit. The reset signal of the storage unit and the reset signal of the second storage unit are read out, still image data that is a difference between the optical signal and the reset signal of the first storage unit, the optical noise signal, and the first An image processing unit that generates correction data that is a difference from the reset signal of the second storage unit and generates corrected still image data that is a difference between the still image data and the correction data. Features.

また、本発明の撮像装置において、前記画素は、複数のフィールドのうちいずれかの前記フィールドに属しており、前記制御部は、前記光信号と、前記光ノイズ信号と、前記第1の蓄積部のリセット信号と、前記第2の蓄積部のリセット信号とを、前記フィールドに属している前記画素の前記第1の蓄積部と前記第2の蓄積部から前記フィールド毎に読み出すように制御することを特徴とする。   In the imaging device according to the aspect of the invention, the pixel may belong to any one of a plurality of fields, and the control unit may include the optical signal, the optical noise signal, and the first accumulation unit. And a reset signal for the second accumulation unit is controlled to be read from the first accumulation unit and the second accumulation unit of the pixel belonging to the field for each field. It is characterized by.

また、本発明の撮像装置において、前記制御部は、前記フィールド毎に、前記第1の蓄積部のリセット信号と前記第2の蓄積部のリセット信号とを読み出す前の前記画素の前記光電変換部を露光させ、露光終了のタイミングで、当該画素の前記第1の転送部または前記第2の転送部を駆動させて前記光電変換部が蓄積した前記光電荷を前記第1の蓄積部または前記第2の蓄積部のみに転送させ、当該第1の蓄積部または当該第2の蓄積部に蓄積された前記電荷をライブビュー表示用の光信号として読み出し、さらに、前記フィールド毎に、前記光信号と前記光ノイズ信号とを読み出した後の前記画素の前記光電変換部を露光させ、露光終了のタイミングで、当該画素の前記第1の転送部または前記第2の転送部を駆動させて前記光電変換部が蓄積した前記光電荷を前記第1の蓄積部または前記第2の蓄積部のみに転送させ、当該第1の蓄積部または当該第2の蓄積部に蓄積された前記電荷をライブビュー表示用の光信号として読み出すことを特徴とする。   In the imaging device according to the aspect of the invention, the control unit may include the photoelectric conversion unit of the pixel before reading out the reset signal of the first accumulation unit and the reset signal of the second accumulation unit for each field. The photoelectric transfer unit accumulates the photoelectric charge accumulated in the photoelectric conversion unit by driving the first transfer unit or the second transfer unit of the pixel at the exposure end timing. 2 and transferring the charge stored in the first storage unit or the second storage unit as an optical signal for live view display, and for each field, The photoelectric conversion unit of the pixel after reading out the optical noise signal is exposed, and at the timing of completion of exposure, the first transfer unit or the second transfer unit of the pixel is driven to perform the photoelectric conversion. Part The accumulated photocharge is transferred only to the first accumulation unit or the second accumulation unit, and the charge accumulated in the first accumulation unit or the second accumulation unit is used as light for live view display. It is characterized by reading out as a signal.

本発明によれば、制御部は、静止画を撮像する際には、画素部が備える全ての画素の光電変換部を一括露光させ、露光終了のタイミングで、画素部が備える全ての画素の第1の転送部を駆動させて光電変換部が蓄積した光電荷を第1の蓄積部のみに一括転送させ、当該第1の蓄積部に蓄積された電荷を、第1の増幅部と、第1の接続部と、第1の出力信号線とを介して、光信号として読み出すとともに、第2の蓄積部に蓄積された電荷を、第2の増幅部と、第2の接続部と、第2の出力信号線とを介して、光ノイズ信号として読み出す。   According to the present invention, when capturing a still image, the control unit performs batch exposure of the photoelectric conversion units of all the pixels included in the pixel unit, and at the timing of completion of the exposure, The photocharge accumulated in the photoelectric conversion unit by driving one transfer unit is collectively transferred only to the first accumulation unit, and the charge accumulated in the first accumulation unit is transferred to the first amplification unit and the first amplification unit. Read out as an optical signal via the connection portion and the first output signal line, and charges accumulated in the second accumulation portion are converted into the second amplification portion, the second connection portion, and the second connection portion. Is read out as an optical noise signal via the output signal line.

撮像装置に外光が入射されると、第1の蓄積部と第2の蓄積部とに光ノイズ電荷が蓄積される。そのため、第1の蓄積部には、光電変換部が蓄積した光電荷と光ノイズ電荷とが蓄積される。また、第2の蓄積部には、光ノイズ電荷のみが蓄積される。よって、第1の蓄積部に蓄積された電荷に基づく光信号に含まれるノイズ成分を、第2の蓄積部に蓄積された電荷に基づく光ノイズ信号として取得することが可能となる。従って、本発明によれば、光ノイズの除去に用いる信号を取得することができる。   When external light is incident on the imaging device, light noise charges are accumulated in the first accumulation unit and the second accumulation unit. For this reason, the photocharge and the photonoise charge accumulated by the photoelectric conversion unit are accumulated in the first accumulation unit. Further, only the optical noise charge is accumulated in the second accumulation unit. Therefore, it is possible to acquire a noise component included in the optical signal based on the charge accumulated in the first accumulation unit as an optical noise signal based on the charge accumulated in the second accumulation unit. Therefore, according to the present invention, a signal used for removing optical noise can be acquired.

本発明の第1の実施形態における撮像装置の構成を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における撮像部の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the imaging part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における画素の回路構成を示した回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of a pixel according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における撮像素子のグローバルシャッタ動作の動作タイミングを示すタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating operation timings of a global shutter operation of the image sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における撮像素子のグローバルシャッタ動作の動作タイミングを示すタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating operation timings of a global shutter operation of the image sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における信号線と電荷蓄積部との組み合わせの配置を示した概略図である。It is the schematic which showed arrangement | positioning of the combination of the signal wire | line and electric charge storage part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における撮像素子のグローバルシャッタ動作の動作タイミングを示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating operation timings of a global shutter operation of an image sensor according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態において、画素を2つのフィールドに分けた場合のフィールドの例を示した概略図である。In the 2nd Embodiment of this invention, it is the schematic which showed the example of the field at the time of dividing a pixel into two fields. 本発明の第2の実施形態における撮像素子のグローバルシャッタ動作の動作タイミングを示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating operation timings of a global shutter operation of an image sensor according to a second embodiment of the present invention. 従来知られている画素の回路構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the circuit structure of the pixel known conventionally.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態における撮像装置10の構成を示したブロック図である。撮像装置10は、デジタルカメラの他、デジタルビデオカメラ、内視鏡などの電子機器に搭載することが可能である。図示する例では、撮像装置10は、レンズ1と、撮像部2と、画像処理部3と、表示部4と、駆動制御部6と、レンズ制御部7と、カメラ制御部8と、カメラ操作部9とを備えている。図1にはメモリーカード5も示しているが、このメモリーカード5は撮像装置に対して着脱可能に構成されているため、撮像装置10に固有の構成でなくても構わない。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus 10 according to the present embodiment. The imaging device 10 can be mounted on an electronic device such as a digital video camera or an endoscope in addition to a digital camera. In the illustrated example, the imaging apparatus 10 includes a lens 1, an imaging unit 2, an image processing unit 3, a display unit 4, a drive control unit 6, a lens control unit 7, a camera control unit 8, and camera operations. Part 9. Although the memory card 5 is also shown in FIG. 1, the memory card 5 is configured to be detachable from the imaging apparatus, and thus may not have a configuration unique to the imaging apparatus 10.

レンズ1は、被写体の光学像を撮像部2の撮像素子(後述)の撮像面に結像するための撮影レンズである。撮像部2は、レンズ1より結像された被写体の光学像を光電変換してデジタル信号に変換してから画像信号として出力するものである。画像処理部3は、撮像部2から出力される画像信号に種々のデジタル的な画像処理を施すものである。この画像処理部3は、画像信号(画像データ)を記録用に処理する第1画像処理部3aと、画像信号を表示用に処理する第2画像処理部3bとを備えている。表示部4は、画像処理部3の第2画像処理部3bにより表示用に画像処理された画像信号に基づき、画像を表示するものである。この表示部4は、静止画像を再生表示することができると共に、被撮像範囲をリアルタイムに表示するライブビュー(LV)表示を行うことができるようになっている。   The lens 1 is a photographic lens for forming an optical image of a subject on an imaging surface of an imaging element (described later) of the imaging unit 2. The imaging unit 2 photoelectrically converts an optical image of a subject formed by the lens 1 into a digital signal and then outputs it as an image signal. The image processing unit 3 performs various digital image processing on the image signal output from the imaging unit 2. The image processing unit 3 includes a first image processing unit 3a that processes an image signal (image data) for recording, and a second image processing unit 3b that processes the image signal for display. The display unit 4 displays an image based on the image signal subjected to image processing for display by the second image processing unit 3b of the image processing unit 3. The display unit 4 can reproduce and display a still image, and can perform live view (LV) display that displays an imaging range in real time.

メモリーカード5は、第1画像処理部3aにより記録用に画像処理された画像信号を保存するための記録媒体である。駆動制御部6は、カメラ制御部8からの指令に基づいて、撮像部2の動作を制御するものである。レンズ制御部7は、カメラ制御部8からの指令に基づいてレンズの絞り、焦点位置を制御するものである。カメラ制御部8は、撮像装置10が備える各部を制御するものである。カメラ操作部9は、撮像装置10に対する各種の操作入力を行うためのものであり、例えば、撮像装置10の電源をオンオフするための電源スイッチや、静止画撮影を指示するためのレリーズボタンや、静止画撮影モードを単写モードと連写モードに切り替えるための静止画撮影モードスイッチなどが挙げられる。   The memory card 5 is a recording medium for storing an image signal subjected to image processing for recording by the first image processing unit 3a. The drive control unit 6 controls the operation of the imaging unit 2 based on a command from the camera control unit 8. The lens control unit 7 controls the lens aperture and the focal position based on a command from the camera control unit 8. The camera control unit 8 controls each unit included in the imaging device 10. The camera operation unit 9 is for performing various operation inputs to the imaging device 10. For example, a power switch for turning on and off the imaging device 10, a release button for instructing still image shooting, Examples include a still image shooting mode switch for switching the still image shooting mode between the single shooting mode and the continuous shooting mode.

次に、撮像部2の構成について説明する。図2は本実施形態における撮像部2の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像部2は、MOS型の固体撮像素子である撮像素子21と、AD変換部22と、ノイズ除去部23とを備えている。   Next, the configuration of the imaging unit 2 will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging unit 2 in the present embodiment. In the illustrated example, the imaging unit 2 includes an imaging device 21 that is a MOS solid-state imaging device, an AD conversion unit 22, and a noise removal unit 23.

撮像素子21は、画素28を備える画素部24と、列処理回路25と、垂直制御回路26と、水平走査回路27とから構成されている。なお、請求項に係る制御部は、例えば、垂直制御回路26に対応する。   The image pickup device 21 includes a pixel unit 24 including pixels 28, a column processing circuit 25, a vertical control circuit 26, and a horizontal scanning circuit 27. The control unit according to the claims corresponds to the vertical control circuit 26, for example.

撮像素子21は、画素28の電荷の蓄積動作を全画素一括に制御するグローバルシャッタモードで行えるものである。なお、画素28の電荷の蓄積動作を行毎に制御するローリングシャッタモードを有していても良い。   The image sensor 21 can be performed in a global shutter mode in which the charge accumulation operation of the pixels 28 is controlled collectively for all the pixels. Note that a rolling shutter mode in which the charge accumulation operation of the pixels 28 is controlled for each row may be provided.

画素部24は、複数の画素28が行方向および列方向に2次元状に配列されている。垂直制御回路26は、画素部24の画素28に対して行単位で画素動作を制御する信号を印加するものであり、垂直走査回路と、リセット制御部と、信号読み出し制御部とを含んでいる。この垂直制御回路26により選択制御された行の画素28の画素信号は、列毎に設けられている垂直信号線ReadBus1または垂直信号線ReadBus2(図3参照)へ出力されるようになっている。列処理回路25は、垂直信号線ReadBus1または垂直信号線ReadBus2に出力された画素信号を列毎に処理するものであり、例えば、増幅動作や撮像素子をローリングシャッタ動作させた時のノイズ除去のためのCDS(Correlated Double Sampling、相関2重サンプリング)処理を行うものである。水平走査回路27は、列処理回路25の出力を水平方向の並びの順で時系列に出力するものである。   In the pixel portion 24, a plurality of pixels 28 are two-dimensionally arranged in the row direction and the column direction. The vertical control circuit 26 applies a signal for controlling the pixel operation in units of rows to the pixels 28 of the pixel unit 24, and includes a vertical scanning circuit, a reset control unit, and a signal readout control unit. . The pixel signals of the pixels 28 in the row selected and controlled by the vertical control circuit 26 are output to the vertical signal line ReadBus1 or the vertical signal line ReadBus2 (see FIG. 3) provided for each column. The column processing circuit 25 processes the pixel signal output to the vertical signal line ReadBus1 or the vertical signal line ReadBus2 for each column, for example, for noise removal when an amplification operation or a rolling shutter operation of the image sensor is performed. CDS (Correlated Double Sampling) processing is performed. The horizontal scanning circuit 27 outputs the output of the column processing circuit 25 in time series in the order of horizontal arrangement.

AD変換部22は、撮像素子21から出力されるアナログの画素信号をデジタルの画素信号に変換するものである。なお、列処理回路25がAD変換回路を有している場合、AD変換回路22は不要となることは言うまでもない。ノイズ除去部23は、撮像素子21がグローバルシャッタにより動作するときに、AD変換部22から出力されるデジタルの画素信号に対してノイズ除去の処理を行うものである。   The AD conversion unit 22 converts an analog pixel signal output from the image sensor 21 into a digital pixel signal. Needless to say, when the column processing circuit 25 includes an AD conversion circuit, the AD conversion circuit 22 is unnecessary. The noise removal unit 23 performs noise removal processing on the digital pixel signal output from the AD conversion unit 22 when the image sensor 21 operates with a global shutter.

次に、画素28の構成について説明する。図3は本実施形態における画素28の回路構成を示した回路図である。光電変換部PDは受光した光に応じた光電荷を生成する。ここでは、光電変換部PDの例としてフォトダイオードを示している。電荷転送部Mtx1,Mtx2は、光電変換部PDが生成した光電荷を後段の電荷蓄積部FD1,FD2へ転送可能な構成である。   Next, the configuration of the pixel 28 will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the pixel 28 in the present embodiment. The photoelectric conversion unit PD generates a photoelectric charge corresponding to the received light. Here, a photodiode is shown as an example of the photoelectric conversion unit PD. The charge transfer units Mtx1 and Mtx2 are configured to transfer the photocharge generated by the photoelectric conversion unit PD to the subsequent charge storage units FD1 and FD2.

電荷蓄積部FD1,FD2は、光電変換部PDが生成した光電荷を保持可能な構成となっている。増幅部SF1,SF2は、電荷蓄積部FD1,FD2に蓄積された光電荷に基づく信号を増幅して外部へ読み出す。ここでは、増幅部SF1,SF2の例として、垂直信号線ReadBus1または垂直信号線ReadBus2に接続されている電流源とから構成されるMOSトランジスタを用いたソースフォロワ回路を示している。リセット部Mr1,Mr2は、電荷蓄積部FD1,FD2に基準電圧を供給可能な構成となっている。選択部Mb1,Mb2は、各画素を選択して画素ごともしくは画素行ごとに信号を外部へ読み出し可能な構成である。電荷排出部Mftは、光電変換部PDの電荷を排出することができる。例えば、電荷排出部MftとしてはMOSトランジスタを用いることができる。この場合には、光電変換部PDの一部を構成する信号電荷と同極性の半導体領域をソースとし、電源電圧が供給された半導体領域(オーバーフロードレイン領域、OFD領域)をドレインとした構成となっている。   The charge storage units FD1 and FD2 are configured to hold the photocharge generated by the photoelectric conversion unit PD. The amplifying units SF1 and SF2 amplify signals based on the photocharges accumulated in the charge accumulating units FD1 and FD2 and read them out. Here, as an example of the amplifiers SF1 and SF2, a source follower circuit using a MOS transistor including a vertical signal line ReadBus1 or a current source connected to the vertical signal line ReadBus2 is shown. The reset units Mr1 and Mr2 are configured to be able to supply a reference voltage to the charge storage units FD1 and FD2. The selection units Mb1 and Mb2 are configured to select each pixel and to read a signal to the outside for each pixel or each pixel row. The charge discharging unit Mft can discharge the photoelectric conversion unit PD. For example, a MOS transistor can be used as the charge discharging unit Mft. In this case, a semiconductor region having the same polarity as the signal charge constituting a part of the photoelectric conversion unit PD is used as a source, and a semiconductor region (overflow drain region, OFD region) supplied with a power supply voltage is used as a drain. ing.

本実施形態の特徴としては、画素28は、1画素につき1つの光電変換部PDと、1つの電荷排出部Mftと、2つの電荷転送部Mtx1,Mtx2と、2つの電荷蓄積部FD1,FD2と、2つの増幅部SF1,SF2と、2つの選択部Mb1,Mb2と、2つのリセット部Mr1,Mr2とを備えている。なお、図3においては、電荷転送部Mt1と、電荷蓄積部FD1と、リセット部Mr1と、増幅部SF1と、選択部Mb1とからなる、光電変換部PDの信号を出力する回路を画素内回路281としている。また、電荷転送部Mt2と、電荷蓄積部FD2と、リセット部Mr2と、増幅部SF2と、選択部Mb2とからなる、光電変換部PDの信号を出力する回路を画素内回路282としている。   As a feature of the present embodiment, the pixel 28 includes one photoelectric conversion unit PD, one charge discharge unit Mft, two charge transfer units Mtx1 and Mtx2, and two charge storage units FD1 and FD2. Two amplification units SF1, SF2, two selection units Mb1, Mb2, and two reset units Mr1, Mr2 are provided. In FIG. 3, a circuit that outputs a signal of the photoelectric conversion unit PD, which includes the charge transfer unit Mt1, the charge storage unit FD1, the reset unit Mr1, the amplification unit SF1, and the selection unit Mb1, is an in-pixel circuit. 281. In addition, a circuit that outputs a signal of the photoelectric conversion unit PD, which includes the charge transfer unit Mt2, the charge storage unit FD2, the reset unit Mr2, the amplification unit SF2, and the selection unit Mb2, is used as an in-pixel circuit 282.

なお、請求項に係る第1の蓄積部は、例えば、電荷蓄積部FD1に対応する。また、請求項に係る第2の蓄積部は、例えば、電荷蓄積部FD2に対応する。また、請求項に係る第1の転送部は、例えば、電荷転送部Mtx1に対応する。また、請求項に係る第2の転送部は、例えば、電荷転送部Mtx2に対応する。また、請求項に係る第1のリセット部は、例えば、リセット部Mr1に対応する。また、請求項に係る第2のリセット部は、例えば、リセット部Mr2に対応する。また、請求項に係る第1の増幅部は、例えば、増幅部SF1に対応する。また、請求項に係る第2の増幅部は、例えば、増幅部SF2に対応する。また、請求項に係る第1の接続部は、例えば、選択部Mb1に対応する。また、請求項に係る第2の接続部は、例えば、選択部Mb2に対応する。   The first storage unit according to the claims corresponds to, for example, the charge storage unit FD1. A second storage unit according to the claims corresponds to, for example, the charge storage unit FD2. The first transfer unit according to the claims corresponds to, for example, the charge transfer unit Mtx1. The second transfer unit according to the claims corresponds to, for example, the charge transfer unit Mtx2. Moreover, the 1st reset part which concerns on a claim respond | corresponds to reset part Mr1, for example. The second reset unit according to the claims corresponds to, for example, the reset unit Mr2. Moreover, the 1st amplification part which concerns on a claim respond | corresponds to amplification part SF1, for example. Moreover, the 2nd amplification part which concerns on a claim respond | corresponds to amplification part SF2, for example. Moreover, the 1st connection part which concerns on a claim respond | corresponds to selection part Mb1, for example. Moreover, the 2nd connection part which concerns on a claim respond | corresponds to selection part Mb2, for example.

次に、撮像部2の動作について説明する。撮像部2が備える撮像素子21は、グローバルシャッタ動作が可能である。以下、撮像素子21のグローバルシャッタ動作について説明する。   Next, the operation of the imaging unit 2 will be described. The image pickup device 21 included in the image pickup unit 2 can perform a global shutter operation. Hereinafter, the global shutter operation of the image sensor 21 will be described.

図4は、リセット信号読み出し期間および光信号読み出し期間に、一行目の画素28からn行目の画素28まで順にリセット信号および光信号の読み出しを行った場合における、撮像素子21のグローバルシャッタ動作の動作タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態では、光電変換部PDが出力する光電荷を、電荷蓄積部FD1が蓄積する。   FIG. 4 illustrates the global shutter operation of the image sensor 21 when the reset signal and the optical signal are sequentially read from the first row of pixels 28 to the nth row of pixels 28 during the reset signal readout period and the optical signal readout period. It is a timing chart which shows operation timing. In the present embodiment, the charge accumulation unit FD1 accumulates the photocharge output from the photoelectric conversion unit PD.

図示するタイミングチャートの横軸は時間を示している。また、縦方向は、画素部24に配列された画素28を1行目からn行目(最終行)までを順次選択して、その画素の信号を出力する様子を示している。また、信号線TX1および信号線FTに印加される信号のタイミングについては、画素部24の全画素28の信号線TX1および信号線FTに同時に印加される信号のタイミングのみを示している。   The horizontal axis of the timing chart shown in the figure indicates time. The vertical direction shows a state in which the pixels 28 arranged in the pixel unit 24 are sequentially selected from the first row to the n-th row (final row), and the signals of the pixels are output. As for the timing of signals applied to the signal line TX1 and the signal line FT, only the timing of signals applied simultaneously to the signal line TX1 and the signal line FT of all the pixels 28 in the pixel unit 24 is shown.

グローバルシャッタ動作による露光を行う前の、リセット信号読み出し期間(タイミングP1〜タイミングP2)においては、垂直制御回路26の制御により、水平走査回路27は電荷蓄積部FD1のリセット信号の読み出しを行う。この期間では、先ず、垂直制御回路26は、画素部24の第1行目に配列された各画素28のトランジスタMr1に、信号線RST1からリセットパルスを印加して、第1行目の電荷蓄積部FD1のリセットを行う。さらに、垂直制御回路26は、第1行目の各画素28の選択トランジスタMb1に信号線SEL1から選択パルスを印加して、電荷蓄積部FD1から垂直信号線ReadBus1にリセット信号を出力させる。このリセット信号は、列処理回路25と、水平走査回路27と、AD変換部22とを介してノイズ除去部23に読み出されて記憶される。このような動作を画素部24の第1行目から第n行目(最終行)まで行うことで、リセット信号読み出し期間が終了する。   In the reset signal readout period (timing P1 to timing P2) before performing exposure by the global shutter operation, the horizontal scanning circuit 27 reads out the reset signal of the charge storage portion FD1 under the control of the vertical control circuit 26. In this period, first, the vertical control circuit 26 applies a reset pulse from the signal line RST1 to the transistor Mr1 of each pixel 28 arranged in the first row of the pixel unit 24, thereby accumulating the charge in the first row. The unit FD1 is reset. Furthermore, the vertical control circuit 26 applies a selection pulse from the signal line SEL1 to the selection transistor Mb1 of each pixel 28 in the first row, and causes the charge accumulation unit FD1 to output a reset signal to the vertical signal line ReadBus1. The reset signal is read out and stored in the noise removing unit 23 via the column processing circuit 25, the horizontal scanning circuit 27, and the AD converting unit 22. By performing such an operation from the first row to the n-th row (final row) of the pixel portion 24, the reset signal readout period ends.

次に、タイミングP2において、垂直制御回路26は、信号線FTを介して全画素28の電荷排出部Mftを同時にオンすることにより、全画素28の光電変換部PDを一括リセットし、その後、全画素28の電荷排出部Mftを同時にオフすることにより、光電変換部PDの露光(光電荷の蓄積)を開始する。露光を開始してから所定の露光期間が経過したタイミングP3において、垂直制御回路26は、信号線TX1を介して全画素28の電荷転送部Mtx1に転送パルスを同時に印加することにより、露光期間中に光電変換部PDに蓄積された光電荷を電荷蓄積部FD1に一括で転送する。つまり全画素28の露光が同時に終了する。   Next, at timing P2, the vertical control circuit 26 simultaneously turns on the charge discharging units Mft of all the pixels 28 via the signal line FT, thereby collectively resetting the photoelectric conversion units PD of all the pixels 28. By simultaneously turning off the charge discharging unit Mft of the pixel 28, exposure (photocharge accumulation) of the photoelectric conversion unit PD is started. At a timing P3 when a predetermined exposure period has elapsed after the start of exposure, the vertical control circuit 26 applies a transfer pulse to the charge transfer units Mtx1 of all the pixels 28 via the signal line TX1 at the same time, during the exposure period. The photocharges stored in the photoelectric conversion unit PD are collectively transferred to the charge storage unit FD1. That is, the exposure of all the pixels 28 is completed at the same time.

その後、光信号読み出し期間(タイミングP3〜タイミングP4)に入り、垂直制御回路26は、第1行目の各画素28の選択トランジスタMb1に信号線SEL1から選択パルスを印加して、電荷蓄積部FD1から垂直信号線ReadBus1に、電荷蓄積部FD1が蓄積した光電荷を光信号として出力させる。この光信号は、列処理回路25と、水平走査回路27と、AD変換部22とを介してノイズ除去部23に読み出される。ノイズ除去部23では、読み出された電荷蓄積部FD1の光信号と、リセット信号読み出し期間に記憶された電荷蓄積部FD1のリセット信号との差分処理が行なわれ、ノイズが除去された光信号が静止画用データとして画像処理部3へ出力される。以上の動作を画素部24の第1行目から第n行目(最終行)までの画素28に対して行うことで、光信号読み出し期間が終了し、1枚のグローバルシャッタ動作時の静止画用データが画像処理部3へ出力される。   Thereafter, the optical signal readout period (timing P3 to timing P4) is entered, and the vertical control circuit 26 applies a selection pulse from the signal line SEL1 to the selection transistor Mb1 of each pixel 28 in the first row, and thereby the charge accumulation unit FD1. To the vertical signal line ReadBus1, the photocharge accumulated in the charge accumulation unit FD1 is output as an optical signal. This optical signal is read out to the noise removal unit 23 via the column processing circuit 25, the horizontal scanning circuit 27, and the AD conversion unit 22. The noise removing unit 23 performs a differential process between the read optical signal of the charge storage unit FD1 and the reset signal of the charge storage unit FD1 stored in the reset signal readout period, and the optical signal from which noise has been removed is obtained. It is output to the image processing unit 3 as still image data. By performing the above operation on the pixels 28 from the first row to the n-th row (final row) of the pixel unit 24, the optical signal readout period is completed, and a still image during one global shutter operation is obtained. Data is output to the image processing unit 3.

なお、静止画用データを取得する際には、光電変換部PDの光電荷を一括して電荷蓄積部FD1に転送した後、電荷蓄積部FD1に転送した光電荷をライン毎に順次走査して光信号として読み出すまでの間においても、撮像装置10に外光が入射することがある。そのため、電荷蓄積部FD1において外光による光ノイズ電荷が発生することがある。これにより、電荷蓄積部FD1には、光電変換部PDから転送された光電荷と、光ノイズ電荷とが蓄積される。従って、静止画用データには、光ノイズ電荷による光ノイズデータが含まれる。   When acquiring still image data, the photocharges of the photoelectric conversion unit PD are collectively transferred to the charge storage unit FD1, and then the photocharges transferred to the charge storage unit FD1 are sequentially scanned for each line. External light may enter the imaging device 10 until it is read out as an optical signal. Therefore, optical noise charges due to external light may be generated in the charge storage unit FD1. As a result, the photocharge transferred from the photoelectric conversion unit PD and the photonoise charge are stored in the charge storage unit FD1. Therefore, the still image data includes optical noise data due to optical noise charges.

そこで、本実施形態では、電荷蓄積部FD1と同等の電荷蓄積部FD2を設け、電荷蓄積部FD2において発生した光ノイズ電荷による光ノイズデータを取得する。なお、取得した光ノイズデータを補正用データと呼ぶ。電荷蓄積部FD1と電荷蓄積部FD2とは同等であるため、同じ光が入射された場合には同じ光ノイズ電荷が発生する。そこで、電荷蓄積部FD1が蓄積した信号電荷と光ノイズ電荷とに基づいた静止画用データと、電荷蓄積部FD2が蓄積した光ノイズ電荷に基づいた補正用データとの差分データが、光ノイズデータを除去した補正済み静止画像データとなる。   Therefore, in the present embodiment, a charge storage unit FD2 equivalent to the charge storage unit FD1 is provided, and optical noise data based on the optical noise charge generated in the charge storage unit FD2 is acquired. The acquired optical noise data is referred to as correction data. Since the charge storage unit FD1 and the charge storage unit FD2 are equivalent, the same optical noise charge is generated when the same light is incident. Therefore, the difference data between the still image data based on the signal charge and the light noise charge accumulated by the charge accumulation unit FD1 and the correction data based on the light noise charge accumulated by the charge accumulation unit FD2 is optical noise data. The corrected still image data is obtained by removing.

以下、補正用データの取得手順について説明する。本実施形態では、静止画用データを取得する際に、光ノイズを除去するためのデータである補正用データを取得する。図5は、電荷蓄積部FD1のリセット信号と、電荷蓄積部FD1が蓄積した光信号と、電荷蓄積部FD2のリセット信号と、電荷蓄積部FD2が蓄積した光ノイズ信号との読み出しを行った場合における、撮像素子21のグローバルシャッタ動作の動作タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態では、電荷蓄積部FD2が光ノイズ電荷を蓄積する。   The correction data acquisition procedure will be described below. In the present embodiment, when acquiring still image data, correction data, which is data for removing optical noise, is acquired. FIG. 5 shows a case where the reset signal of the charge storage unit FD1, the optical signal stored by the charge storage unit FD1, the reset signal of the charge storage unit FD2, and the optical noise signal stored by the charge storage unit FD2 are read. 6 is a timing chart showing the operation timing of the global shutter operation of the image sensor 21 in FIG. In the present embodiment, the charge accumulation unit FD2 accumulates optical noise charges.

図示するタイミングチャートの横軸は時間を示している。また、縦方向は、画素部24に配列された画素28を1行目からn行目(最終行)までを順次選択して、その画素の信号を出力する様子を示している。なお、(1)電荷蓄積部FD1は、電荷蓄積部FD1が蓄積した信号を読み出すタイミングを示している。また、(2)電荷蓄積部FD2は、電荷蓄積部FD2が蓄積した電荷を読み出すタイミングを示している。また、信号線TX1および信号線FTに印加される信号のタイミングについては、画素部24の全画素28の信号線TX1および信号線FTに同時に印加される信号のタイミングのみを示している。なお、電荷蓄積部FD1が蓄積した信号を読み出すタイミングは、図4に示したタイミングと同様である。   The horizontal axis of the timing chart shown in the figure indicates time. The vertical direction shows a state in which the pixels 28 arranged in the pixel unit 24 are sequentially selected from the first row to the n-th row (final row), and the signals of the pixels are output. Note that (1) the charge storage unit FD1 indicates the timing of reading a signal stored in the charge storage unit FD1. In addition, (2) the charge storage unit FD2 indicates the timing for reading the charge stored in the charge storage unit FD2. As for the timing of signals applied to the signal line TX1 and the signal line FT, only the timing of signals applied simultaneously to the signal line TX1 and the signal line FT of all the pixels 28 in the pixel unit 24 is shown. Note that the timing for reading the signal accumulated in the charge accumulation unit FD1 is the same as the timing shown in FIG.

以下、補正用データの取得タイミングについて説明する。本実施形態では、画素内回路282を用いて補正用データを取得する。グローバルシャッタ動作による露光を行う前の、リセット信号読み出し期間(タイミングP1〜タイミングP2)においては、垂直制御回路26の制御により、水平走査回路27は電荷蓄積部FD2のリセット信号の読み出しを行う。この期間では、先ず、垂直制御回路26は、画素部24の第1行目に配列された各画素28のトランジスタMr2に、信号線RST2からリセットパルスを印加して、第1行目の電荷蓄積部FD2のリセットを行う。さらに、垂直制御回路26は、第1行目の各画素28の選択トランジスタMb2に信号線SEL2から選択パルスを印加して、電荷蓄積部FD2から垂直信号線ReadBus2にリセット信号を出力させる。このリセット信号は、列処理回路25と、水平走査回路27と、AD変換部22とを介してノイズ除去部23に読み出されて記憶される。このような動作を画素部24の第1行目から第n行目(最終行)まで行うことで、リセット信号読み出し期間が終了する。   Hereinafter, the correction data acquisition timing will be described. In the present embodiment, correction data is acquired using the in-pixel circuit 282. In the reset signal readout period (timing P1 to timing P2) before exposure by the global shutter operation, the horizontal scanning circuit 27 reads out the reset signal of the charge storage portion FD2 under the control of the vertical control circuit 26. In this period, first, the vertical control circuit 26 applies a reset pulse from the signal line RST2 to the transistor Mr2 of each pixel 28 arranged in the first row of the pixel unit 24, thereby accumulating the charge in the first row. The unit FD2 is reset. Furthermore, the vertical control circuit 26 applies a selection pulse from the signal line SEL2 to the selection transistor Mb2 of each pixel 28 in the first row, and causes the charge accumulation unit FD2 to output a reset signal to the vertical signal line ReadBus2. The reset signal is read out and stored in the noise removing unit 23 via the column processing circuit 25, the horizontal scanning circuit 27, and the AD converting unit 22. By performing such an operation from the first row to the n-th row (final row) of the pixel portion 24, the reset signal readout period ends.

静止画露光期間(タイミングP2〜タイミングP3)においては、電荷蓄積部FD2は、電荷蓄積部FD2の内部で発生した光ノイズの原因となる光ノイズ電荷を蓄積する。その後、光信号読み出し期間(タイミングP3〜タイミングP4)においては、垂直制御回路26は、第1行目の各画素28の選択トランジスタMb2に信号線SEL2から選択パルスを印加して、電荷蓄積部FD2から垂直信号線ReadBus2に光ノイズ信号を出力させる。この光ノイズ信号は、列処理回路25と、水平走査回路27と、AD変換部22とを介してノイズ除去部23に読み出される。ノイズ除去部23では、読み出された電荷蓄積部FD2の光ノイズ信号と、リセット信号読み出し期間に記憶された電荷蓄積部FD2のリセット信号との差分処理が行なわれ、ノイズが除去された光ノイズ信号が補正用データとして画像処理部3へ出力される。以上の動作を画素部24の第1行目から第n行目(最終行)までの画素28に対して行うことで、静止画用データと同時に補正用データが画像処理部3へ出力される。   In the still image exposure period (timing P2 to timing P3), the charge accumulation unit FD2 accumulates optical noise charges that cause optical noise generated inside the charge accumulation unit FD2. Thereafter, in the optical signal readout period (timing P3 to timing P4), the vertical control circuit 26 applies a selection pulse from the signal line SEL2 to the selection transistor Mb2 of each pixel 28 in the first row, and thereby the charge accumulation unit FD2. To output an optical noise signal to the vertical signal line ReadBus2. This optical noise signal is read out to the noise removal unit 23 via the column processing circuit 25, the horizontal scanning circuit 27, and the AD conversion unit 22. The noise removing unit 23 performs a difference process between the read optical noise signal of the charge storage unit FD2 and the reset signal of the charge storage unit FD2 stored in the reset signal readout period, and the optical noise from which the noise has been removed The signal is output to the image processing unit 3 as correction data. By performing the above operation on the pixels 28 from the first row to the n-th row (final row) of the pixel unit 24, the correction data is output to the image processing unit 3 simultaneously with the still image data. .

上述したようにグローバルシャッタ動作を行うことで、画像処理部3には、静止画用データと補正用データとが入力される。画像処理部3の第1画像処理部3aは、入力された静止画用データと補正用データとの差分データを生成する。これにより、画像処理部3は、光ノイズを除去した補正済み静止画像データを生成することができる。また、第1画像処理部3aは、生成した補正済み静止画像データをメモリーカード5に記録する。   By performing the global shutter operation as described above, still image data and correction data are input to the image processing unit 3. The first image processing unit 3a of the image processing unit 3 generates difference data between the input still image data and correction data. Accordingly, the image processing unit 3 can generate corrected still image data from which optical noise has been removed. In addition, the first image processing unit 3 a records the generated corrected still image data on the memory card 5.

ここで、電荷蓄積部FD1と電荷蓄積部FD2とが蓄積する電荷について詳細に説明する。撮像信号読み出し期間(タイミングP3〜タイミングP4)において、例えば移動する高輝度被写体などが存在する場合、光電変換部PDからの電荷漏れ込みと、電荷蓄積部FD1および電荷蓄積部FD2に直接入射した光により発生する電荷とにより、電荷蓄積部FD1と電荷蓄積部FD2に光ノイズ電荷が蓄積される。   Here, the charges accumulated in the charge accumulation unit FD1 and the charge accumulation unit FD2 will be described in detail. In the imaging signal readout period (timing P3 to timing P4), for example, when there is a moving high-luminance subject, etc., charge leakage from the photoelectric conversion unit PD and light directly incident on the charge accumulation unit FD1 and the charge accumulation unit FD2 Due to the charges generated by the above, photonoise charges are accumulated in the charge accumulation portion FD1 and the charge accumulation portion FD2.

電荷蓄積部FD1には、静止画露光期間終了後のタイミングP3において、光電変換部PDが蓄積した光電荷が転送されるため、電荷蓄積部FD1が蓄積する電荷は、光電変換部PDから転送された光電荷と光ノイズ電荷である。一方、静止画露光期間終了のタイミングP3において、信号線TX2にはパルスを印加していないため、電荷蓄積部FD2には光電変換部PDから光電荷は転送されない。従って、電荷蓄積部FD2には、光電変換部PDが蓄積した光電荷は蓄積されず、光ノイズ電荷のみが蓄積される。   Since the photocharge accumulated by the photoelectric conversion unit PD is transferred to the charge accumulation unit FD1 at the timing P3 after the still image exposure period ends, the charge accumulated by the charge accumulation unit FD1 is transferred from the photoelectric conversion unit PD. Photo charge and photo noise charge. On the other hand, since no pulse is applied to the signal line TX2 at the timing P3 when the still image exposure period ends, no photocharge is transferred from the photoelectric conversion unit PD to the charge storage unit FD2. Therefore, in the charge storage unit FD2, the photoelectric charge stored by the photoelectric conversion unit PD is not stored, but only the optical noise charge is stored.

これにより、電荷蓄積部FD1が蓄積した電荷に基づいた静止画用データと、電荷蓄積部FD2が蓄積した電荷に基づいた補正用データとの差分データが、光ノイズを除去した補正済み静止画像データとなる。   As a result, the corrected still image data from which the optical noise is removed is the difference data between the still image data based on the charges accumulated in the charge accumulation unit FD1 and the correction data based on the charges accumulated in the charge accumulation unit FD2. It becomes.

なお、画素28内において、信号線TX1と電荷蓄積部FD1との組み合わせと、信号線TX2と電荷蓄積部FD2との組み合わせとの配置が、例えば図6に示すように、光電変換部PDの同じ辺かつ同じ距離に配置されていることが望ましい。図6は、本実施形態における、信号線TX1と電荷蓄積部FD1との組み合わせと、信号線TX2と電荷蓄積部FD2との組み合わせとの配置を示した概略図である。図示する例では、光電変換部PDの右側の辺に、信号線TX1と電荷蓄積部FD1との組み合わせと、信号線TX2と電荷蓄積部FD2との組み合わせとが配置されている。また、光電変換部PDの辺から、信号線TX1と電荷蓄積部FD1との組み合わせまでの距離と、信号線TX2と電荷蓄積部FD2との組み合わせまでの距離とが同一である。これにより、電荷蓄積部FD1と電荷蓄積部FD2とに蓄積される光ノイズ電荷がより同等となり、より精度良く光ノイズを除去することができる信号を取得することができる。   In the pixel 28, the arrangement of the combination of the signal line TX1 and the charge storage unit FD1 and the combination of the signal line TX2 and the charge storage unit FD2 are the same in the photoelectric conversion unit PD, for example, as shown in FIG. It is desirable to arrange the sides and the same distance. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an arrangement of a combination of the signal line TX1 and the charge storage unit FD1 and a combination of the signal line TX2 and the charge storage unit FD2 in the present embodiment. In the illustrated example, a combination of the signal line TX1 and the charge storage unit FD1 and a combination of the signal line TX2 and the charge storage unit FD2 are arranged on the right side of the photoelectric conversion unit PD. The distance from the side of the photoelectric conversion unit PD to the combination of the signal line TX1 and the charge storage unit FD1 is the same as the distance from the combination of the signal line TX2 and the charge storage unit FD2. Thereby, the optical noise charges accumulated in the charge accumulation unit FD1 and the charge accumulation unit FD2 become more equal, and a signal that can remove the optical noise more accurately can be acquired.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態における撮像装置10の構成は、第1の実施形態における撮像装置10の構成と同様である。本実施形態と第1の実施形態とで異なる点は、本実施形態では、画素28の電荷蓄積部FD1のリセット電荷と、電荷蓄積部FD1が蓄積した光電荷と、電荷蓄積部FD2のリセット電荷と、電荷蓄積部FD2が蓄積した光ノイズ電荷との読み出しをフィールド読み出しで行う点である。また、本実施形態と第1の実施形態とで異なる点は、静止画用データと補正用データとを取得する際に、ライブビューの表示に用いるライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号とを取得する点である。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the imaging device 10 in the present embodiment is the same as the configuration of the imaging device 10 in the first embodiment. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that in this embodiment, the reset charge of the charge storage unit FD1 of the pixel 28, the photocharge stored in the charge storage unit FD1, and the reset charge of the charge storage unit FD2. And reading out the optical noise charge accumulated in the charge accumulation unit FD2 by field readout. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that when acquiring still image data and correction data, a live view reset signal and a live view video signal used to display a live view are displayed. Is the point to get.

次に、撮像部2の動作について説明する。図7は、リセット信号読み出し期間および光信号読み出し期間に、フィールド毎に各信号の読み出しを行った場合における、撮像素子21のグローバルシャッタ動作のタイミングを示すタイミングチャートである。図示する例は、画素28を2つのフィールドに分けた場合の動作タイミングの例を示している。   Next, the operation of the imaging unit 2 will be described. FIG. 7 is a timing chart showing the timing of the global shutter operation of the image sensor 21 when each signal is read out for each field during the reset signal readout period and the optical signal readout period. The illustrated example shows an example of the operation timing when the pixel 28 is divided into two fields.

図8は、本実施形態において、画素28を2つのフィールドに分けた場合のフィールドの例を示した概略図である。図示する例では、画素部24に配列されている画素28のうち、1行目、3行目、5行目、・・・、(2m−1)行目の画素28からなる画素群を第1フィールド(f−A)とし、2行目、4行目、6行目、・・・、(2m)行目の画素28からなる画素群を第2フィールド(f−B)とした場合を示している(mは1以上の整数)。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a field when the pixel 28 is divided into two fields in the present embodiment. In the illustrated example, among the pixels 28 arranged in the pixel unit 24, a pixel group including the pixels 28 in the first row, the third row, the fifth row,. The case where the first pixel (f-A) is used, and the pixel group consisting of the pixels 28 in the second, fourth, sixth,..., (2m) rows is the second field (f-B). (M is an integer of 1 or more).

以下、図7の説明に戻る。図7に示した例は、第1の実施形態の図4に示した例と異なり、リセット信号読み出し期間と光信号読み出し期間において、それぞれ、第1フィールド(f−A)、第2フィールド(f−B)の順に、各フィールドに含まれる画素28からリセット信号および光信号の読み出しを行う例を示している。すなわち、第1の実施形態の図4に示した例と図7に示した例とでは、画素28からリセット信号および光信号を読み出す順番が異なるだけである。このように、グローバルシャッタ動作においては、画素部24に配列された画素28からリセット信号および光信号を読み出す順番は、必ずしも1行目から最終行まで順に読み出す必要はない。   Returning to the description of FIG. The example shown in FIG. 7 is different from the example shown in FIG. 4 of the first embodiment, in the reset signal readout period and the optical signal readout period, respectively, in the first field (f-A) and the second field (f -B) shows an example in which a reset signal and an optical signal are read from the pixels 28 included in each field. That is, the order of reading the reset signal and the optical signal from the pixel 28 is different between the example shown in FIG. 4 of the first embodiment and the example shown in FIG. As described above, in the global shutter operation, the order of reading the reset signal and the optical signal from the pixels 28 arranged in the pixel unit 24 does not necessarily need to be read in order from the first row to the last row.

次に、撮像装置10の動作について説明をする。図9は、本実施形態において、静止画撮影中にライブビュー用の画像(動画)を取得する場合における、撮像素子21のグローバルシャッタ動作の動作タイミングを示したタイミングチャートである。図示するタイミングチャートにおいては、図7に示した例と同様に、画素28を第1フィールド(f−A)と第2フィールド(f−B)との2つのフィールドに分けて、第1フィールド(f−A)、第2フィールド(f−B)の順に、各フィールドに含まれる画素28の電荷蓄積部FD1のリセット電荷と、電荷蓄積部FD1が蓄積した光電荷と、電荷蓄積部FD2のリセット電荷と、電荷蓄積部FD2が蓄積した光ノイズ電荷との読み出しを行う例を示している。なお、本実施形態では、第1の実施形態と同様に、光電変換部PDが出力する光電荷を電荷蓄積部FD1が蓄積し、電荷蓄積部FD2が光ノイズ電荷を蓄積する。   Next, the operation of the imaging device 10 will be described. FIG. 9 is a timing chart showing the operation timing of the global shutter operation of the image sensor 21 when a live view image (moving image) is acquired during still image shooting in the present embodiment. In the timing chart shown in the drawing, the pixel 28 is divided into two fields of a first field (f-A) and a second field (f-B) as in the example shown in FIG. f-A), the second field (f-B), the reset charge of the charge storage unit FD1 of the pixel 28 included in each field, the photocharge stored in the charge storage unit FD1, and the reset of the charge storage unit FD2. In the example, the charge and the optical noise charge accumulated by the charge accumulation unit FD2 are read. In the present embodiment, as in the first embodiment, the charge storage unit FD1 stores the photocharge output from the photoelectric conversion unit PD, and the charge storage unit FD2 stores the photonoise charge.

まず静止画撮影が開始されると、期間1において、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28の電荷蓄積部FD1のライブビュー用リセット信号を取得するために、ローリングリセットを行う。任意の期間2が経過した後、期間3において、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28の電荷蓄積部FD1が蓄積した光電荷を読み出すライブビュー用ビデオ信号の取得走査を行う。これにより、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28のライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号とを取得することができる。画像処理部3の第2画像処理部3bは、ライブビュー用ビデオ信号とライブビュー用リセット信号との差分信号であるライブビュー表示用信号を生成する。そして、第2画像処理部3bは、生成したライブビュー表示用信号に基づいたライブビュー画像を表示部4に表示させる。   First, when still image shooting is started, in period 1, the imaging apparatus 10 performs rolling in order to acquire a live view reset signal of the charge storage unit FD1 of the pixel 28 included in the first field (f-A). Perform a reset. After the arbitrary period 2 elapses, in the period 3, the imaging device 10 acquires a live view video signal for reading out the photocharge accumulated in the charge accumulation unit FD1 of the pixel 28 included in the first field (f-A). Scan. Thereby, the imaging device 10 can acquire the live view reset signal and the live view video signal of the pixels 28 included in the first field (f-A). The second image processing unit 3b of the image processing unit 3 generates a live view display signal that is a difference signal between the live view video signal and the live view reset signal. Then, the second image processing unit 3b causes the display unit 4 to display a live view image based on the generated live view display signal.

その後、期間4において、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28の電荷蓄積部FD1のリセット信号と電荷蓄積部FD2のリセット信号とを取得するために、ローリング走査を行う。これにより、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28の電荷蓄積部FD1のリセット信号と電荷蓄積部FD2のリセット信号とを取得する。期間5〜期間8においては、期間1〜期間4と同様の処理を第2フィールド(f−B)に含まれる画素28に対して行う。これにより、期間1〜期間8において、2つのライブビュー表示用信号と、全画素28に含まれる電荷蓄積部FD1のリセット信号と電荷蓄積部FD2のリセット信号とを取得することができる。   Thereafter, in period 4, the imaging device 10 performs a rolling scan in order to obtain a reset signal for the charge accumulation unit FD 1 and a reset signal for the charge accumulation unit FD 2 of the pixel 28 included in the first field (f-A). Do. Thereby, the imaging device 10 acquires the reset signal of the charge storage unit FD1 and the reset signal of the charge storage unit FD2 of the pixel 28 included in the first field (f-A). In the period 5 to the period 8, the same processing as that in the period 1 to the period 4 is performed on the pixels 28 included in the second field (f-B). Thereby, in the period 1 to the period 8, two live view display signals, the reset signal of the charge accumulation unit FD1 and the reset signal of the charge accumulation unit FD2 included in all the pixels 28 can be acquired.

期間8の終了後、撮像装置10は、全ての画素28の信号線FTに一括してパルスを印加して光電変換部PDのリセットを行う。その後、露光期間である期間9が終了した後、撮像装置10は、全ての画素28の信号線TX1に一括してパルスを印加し、光電変換部PDから電荷蓄積部FD1に光電荷を転送させる。   After the period 8 ends, the imaging device 10 applies a pulse to the signal lines FT of all the pixels 28 to reset the photoelectric conversion unit PD. Thereafter, after the period 9 that is the exposure period ends, the imaging device 10 applies a pulse to the signal lines TX1 of all the pixels 28 in a lump to transfer photocharges from the photoelectric conversion unit PD to the charge storage unit FD1. .

その後、期間10において、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28の電荷蓄積部FD1の光信号と電荷蓄積部FD2の光ノイズ信号とを取得するために、ローリング走査を行う。これにより、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28の電荷蓄積部FD1の光信号と電荷蓄積部FD2の光ノイズ信号とを取得する。   Thereafter, in the period 10, the imaging device 10 performs a rolling scan in order to acquire the optical signal of the charge storage unit FD1 and the optical noise signal of the charge storage unit FD2 of the pixel 28 included in the first field (f-A). I do. Thereby, the imaging device 10 acquires the optical signal of the charge storage unit FD1 and the optical noise signal of the charge storage unit FD2 of the pixel 28 included in the first field (f-A).

その後、期間11において、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28の電荷蓄積部FD1のライブビュー用リセット信号を取得するために、ローリングリセットを行う。任意の期間12が経過した後、期間13において、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28の電荷蓄積部FD1が蓄積した光電荷を読み出すライブビュー用ビデオ信号の取得走査を行う。これにより、撮像装置10は、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28のライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号とを取得することができる。画像処理部3の第2画像処理部3bは、ライブビュー用ビデオ信号とライブビュー用リセット信号との差分信号であるライブビュー表示用信号を生成する。そして、第2画像処理部3bは、生成したライブビュー表示用信号に基づいたライブビュー画像を表示部4に表示させる。期間14〜期間17においては、期間10〜期間13と同様の処理を第2フィールド(f−B)に含まれる画素28に対して行う。これにより、期間10〜期間17において、2つのライブビュー表示用信号と、全画素28に含まれる電荷蓄積部FD1の光信号と電荷蓄積部FD2の光ノイズ信号とを取得することができる。   Thereafter, in the period 11, the imaging device 10 performs a rolling reset in order to obtain a live view reset signal of the charge accumulation unit FD <b> 1 of the pixel 28 included in the first field (f−A). After the arbitrary period 12 elapses, in the period 13, the imaging device 10 acquires a live-view video signal for reading out the photocharge accumulated in the charge accumulation unit FD1 of the pixel 28 included in the first field (f-A). Scan. Thereby, the imaging device 10 can acquire the live view reset signal and the live view video signal of the pixels 28 included in the first field (f-A). The second image processing unit 3b of the image processing unit 3 generates a live view display signal that is a difference signal between the live view video signal and the live view reset signal. Then, the second image processing unit 3b causes the display unit 4 to display a live view image based on the generated live view display signal. In the period 14 to the period 17, the same processing as that in the period 10 to the period 13 is performed on the pixels 28 included in the second field (f-B). Thereby, in the period 10 to the period 17, two live view display signals, the optical signal of the charge storage unit FD1 and the optical noise signal of the charge storage unit FD2 included in all the pixels 28 can be acquired.

図5に示した例では、静止画露光期間(タイミングP2〜タイミングP3)の直前および直後のリセット信号読み出し期間(タイミングP1〜タイミングP2)および光信号読み出し期間(タイミングP3〜タイミングP4)では、全画素28の静止画用データおよび補正用データを同時に取得しており、ライブビュー用リセット信号およびライブビュー用ビデオ信号を取得することができないため、ライブビュー画像が更新されない。これに対して、図9に示した例では、期間1〜期間4において、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28から、ライブビュー用リセット信号と、ライブビュー用ビデオ信号と、静止画用のリセット信号とを取得する。また、期間1〜期間4の後の期間である期間5〜期間8において、第2フィールド(f−B)に含まれる画素28から、ライブビュー用リセット信号と、ライブビュー用ビデオ信号と、静止画用のリセット信号とを取得する。そのため、静止画用のリセット信号を取得する際に、露光期間である期間9により近い期間5〜期間7において、ライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号とを取得することができる。   In the example shown in FIG. 5, in the reset signal readout period (timing P1 to timing P2) and the optical signal readout period (timing P3 to timing P4) immediately before and immediately after the still image exposure period (timing P2 to timing P3), Since the still image data and the correction data of the pixel 28 are acquired at the same time and the live view reset signal and the live view video signal cannot be acquired, the live view image is not updated. On the other hand, in the example illustrated in FIG. 9, in the period 1 to the period 4, the live view reset signal, the live view video signal, and the static signal are output from the pixels 28 included in the first field (f-A). The image reset signal is acquired. Further, in the period 5 to the period 8 which is a period after the period 1 to the period 4, the live view reset signal, the live view video signal, and the still image are received from the pixel 28 included in the second field (f-B). The image reset signal is acquired. Therefore, when acquiring the reset signal for the still image, the live view reset signal and the live view video signal can be acquired in the period 5 to the period 7 that are closer to the exposure period 9.

また、期間10〜期間13において、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28から、ライブビュー用リセット信号と、ライブビュー用ビデオ信号と、静止画用の光信号および光ノイズ信号とを取得する。また、期間10〜期間13の後の期間である期間14〜期間17において、第2フィールド(f−B)に含まれる画素28から、ライブビュー用リセット信号と、ライブビュー用ビデオ信号と、静止画用の光信号および光ノイズ信号とを取得する。そのため、静止画用の光信号および光ノイズ信号を取得する際に、露光期間である期間9により近い期間11〜期間13において、ライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号とを取得することができる。   In periods 10 to 13, the live view reset signal, the live view video signal, the still image optical signal, and the optical noise signal are output from the pixels 28 included in the first field (f-A). get. Further, in the period 14 to the period 17 that is a period after the period 10 to the period 13, the live view reset signal, the live view video signal, and the still image from the pixels 28 included in the second field (f-B). An image optical signal and an optical noise signal are acquired. Therefore, when acquiring the still image optical signal and the optical noise signal, the live view reset signal and the live view video signal can be acquired in the period 11 to the period 13 which are closer to the exposure period 9. it can.

従って、静止画撮影時に、ライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号とを複数回取得することができ、さらに、露光期間により近い期間においてもライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号とを複数回取得することができるため、ライブビュー画像が更新されない期間(ブラックアウト期間)を短くすることができる。   Therefore, at the time of still image shooting, the live view reset signal and the live view video signal can be acquired a plurality of times, and the live view reset signal and the live view video signal can be obtained even in a period closer to the exposure period. Since it can be acquired a plurality of times, the period during which the live view image is not updated (blackout period) can be shortened.

また、本実施形態においても第1実施形態と同様に光ノイズを補正するための光ノイズ補正用データを得ることができ、   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, optical noise correction data for correcting optical noise can be obtained,

なお、本実施形態では、第1フィールド(f−A)と第2フィールド(f−B)とに分割したフィールド読み出しの例を用いて説明したが、これに限らず、3つ以上のフィールドに分割してフィールド読み出しを行ってもよい。また、本実施形態では、第1フィールド(f−A)に含まれる画素28からライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号を取得したが、これに限らず、第2フィールド(f−B)に含まれる画素28からライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号を取得するようにしてもよい。第2フィールド(f−B)に含まれる画素28からライブビュー用リセット信号とライブビュー用ビデオ信号を取得する場合においても、静止画像撮影時にライブビュー画像が更新されない期間を短くすることができる。   In the present embodiment, the field reading example divided into the first field (f-A) and the second field (f-B) has been described. However, the present invention is not limited to this. The field reading may be performed by dividing. In the present embodiment, the live view reset signal and the live view video signal are acquired from the pixels 28 included in the first field (f-A). However, the present invention is not limited to this, and the second field (f-B). The live view reset signal and the live view video signal may be acquired from the pixels 28 included in the. Even when the live view reset signal and the live view video signal are acquired from the pixels 28 included in the second field (f-B), the period during which the live view image is not updated during still image shooting can be shortened.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

1・・・レンズ、2・・・撮像部、3・・・画像処理部、3a・・・第1画像処理部、3b・・・第2画像処理部、4・・・表示部、5・・・メモリーカード、6・・・駆動制御部、7・・・レンズ制御部、8・・・カメラ制御部、9・・・カメラ操作部、10・・・撮像装置、21・・・撮像素子、22・・・AD変換部、23・・・ノイズ除去部、24・・・画素部、25・・・列処理回路、26・・・垂直制御回路、27・・・水平走査回路、28・・・画素、281,282・・・画素内回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens, 2 ... Imaging part, 3 ... Image processing part, 3a ... 1st image processing part, 3b ... 2nd image processing part, 4 ... Display part, 5. ..Memory card, 6 ... drive control unit, 7 ... lens control unit, 8 ... camera control unit, 9 ... camera operation unit, 10 ... imaging device, 21 ... imaging device 22 ... AD converter, 23 ... noise remover, 24 ... pixel unit, 25 ... column processing circuit, 26 ... vertical control circuit, 27 ... horizontal scanning circuit, 28. ..Pixels, 281, 282 ... In-pixel circuits

Claims (4)

入射光を光電荷に変換し、該光電荷を蓄積する光電変換部と、
電荷を蓄積する第1の蓄積部と、
電荷を蓄積する第2の蓄積部と、
前記光電変換部が蓄積する前記光電荷を前記第1の蓄積部に転送する第1の転送部と、
前記光電変換部が蓄積する前記光電荷を前記第2の蓄積部に転送する第2の転送部と、
前記第1の蓄積部に蓄積された前記電荷をリセットする第1のリセット部と、
前記第1の蓄積部に蓄積された前記電荷を増幅して出力する第1の増幅部と、
前記第1の増幅部の出力を第1の出力信号線に伝達する第1の接続部と、
前記第2の蓄積部に蓄積された前記電荷をリセットする第2のリセット部と、
前記第2の蓄積部に蓄積された前記電荷を増幅して出力する第2の増幅部と、
前記第2の増幅部の出力を第2の出力信号線に伝達する第2の接続部と、
を有する画素を複数備え、当該画素が行列状に2次元に配列された画素部と、
静止画を撮像する際には、前記画素部が備える全ての前記画素の前記光電変換部を一括露光させ、露光終了のタイミングで、前記画素部が備える全ての前記画素の前記第1の転送部を駆動させて前記光電変換部が蓄積した前記光電荷を前記第1の蓄積部のみに一括転送させ、当該第1の蓄積部に蓄積された前記電荷を、前記第1の増幅部と、前記第1の接続部と、前記第1の出力信号線とを介して、光信号として読み出すとともに、前記第2の蓄積部に蓄積された前記電荷を、前記第2の増幅部と、前記第2の接続部と、前記第2の出力信号線とを介して、光ノイズ信号として読み出すように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
A photoelectric conversion unit that converts incident light into photoelectric charge and accumulates the photoelectric charge; and
A first accumulation unit for accumulating charges;
A second accumulation unit for accumulating electric charges;
A first transfer unit that transfers the photoelectric charge stored in the photoelectric conversion unit to the first storage unit;
A second transfer unit that transfers the photoelectric charge stored in the photoelectric conversion unit to the second storage unit;
A first reset unit for resetting the charge accumulated in the first accumulation unit;
A first amplifying unit for amplifying and outputting the charge accumulated in the first accumulating unit;
A first connection for transmitting the output of the first amplifier to a first output signal line;
A second reset unit for resetting the charge accumulated in the second accumulation unit;
A second amplifying unit for amplifying and outputting the charge accumulated in the second accumulating unit;
A second connection for transmitting the output of the second amplification section to a second output signal line;
A plurality of pixels each having a pixel portion in which the pixels are two-dimensionally arranged in a matrix,
When capturing a still image, the photoelectric conversion units of all the pixels included in the pixel unit are collectively exposed, and the first transfer unit of all the pixels included in the pixel unit at the timing of completion of exposure. The photoelectric charge accumulated in the photoelectric conversion unit is transferred only to the first accumulation unit, and the charge accumulated in the first accumulation unit is transferred to the first amplification unit, It reads out as an optical signal via the first connection portion and the first output signal line, and the charge accumulated in the second accumulation portion is converted into the second amplification portion and the second amplification portion. A control unit that controls to read out as an optical noise signal through the connection unit and the second output signal line;
An imaging apparatus comprising:
前記制御部はさらに、前記光電変換部を一括露光させる前に、前記第1のリセット部と前記第2のリセット部とを駆動させた後、前記第1の蓄積部のリセット信号と前記第2の蓄積部のリセット信号とを読み出し、
前記光信号と前記第1の蓄積部のリセット信号との差分である静止画用データと、前記光ノイズ信号と前記第2の蓄積部のリセット信号との差分である補正用データとを生成し、前記静止画用データと前記補正用データとの差分である補正済み静止画像データを生成する画像処理部
を備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The controller further drives the first reset unit and the second reset unit before collectively exposing the photoelectric conversion unit, and then resets the reset signal of the first storage unit and the second reset unit. Read the reset signal of the storage unit of
Generating still image data that is a difference between the optical signal and the reset signal of the first storage unit, and correction data that is a difference between the optical noise signal and the reset signal of the second storage unit. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: an image processing unit that generates corrected still image data that is a difference between the still image data and the correction data.
前記画素は、複数のフィールドのうちいずれかの前記フィールドに属しており、
前記制御部は、前記光信号と、前記光ノイズ信号と、前記第1の蓄積部のリセット信号と、前記第2の蓄積部のリセット信号とを、前記フィールドに属している前記画素の前記第1の蓄積部と前記第2の蓄積部から前記フィールド毎に読み出すように制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
The pixel belongs to any one of a plurality of fields;
The control unit outputs the optical signal, the optical noise signal, the reset signal of the first storage unit, and the reset signal of the second storage unit to the first of the pixels belonging to the field. The imaging apparatus according to claim 2, wherein control is performed so that reading is performed for each field from one storage unit and the second storage unit.
前記制御部は、前記フィールド毎に、前記第1の蓄積部のリセット信号と前記第2の蓄積部のリセット信号とを読み出す前の前記画素の前記光電変換部を露光させ、露光終了のタイミングで、当該画素の前記第1の転送部または前記第2の転送部を駆動させて前記光電変換部が蓄積した前記光電荷を前記第1の蓄積部または前記第2の蓄積部のみに転送させ、当該第1の蓄積部または当該第2の蓄積部に蓄積された前記電荷をライブビュー表示用の光信号として読み出し、さらに、前記フィールド毎に、前記光信号と前記光ノイズ信号とを読み出した後の前記画素の前記光電変換部を露光させ、露光終了のタイミングで、当該画素の前記第1の転送部または前記第2の転送部を駆動させて前記光電変換部が蓄積した前記光電荷を前記第1の蓄積部または前記第2の蓄積部のみに転送させ、当該第1の蓄積部または当該第2の蓄積部に蓄積された前記電荷をライブビュー表示用の光信号として読み出す
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
The control unit exposes the photoelectric conversion unit of the pixel before reading out the reset signal of the first storage unit and the reset signal of the second storage unit for each field, and at the timing of completion of exposure. Driving the first transfer unit or the second transfer unit of the pixel to transfer the photoelectric charge accumulated in the photoelectric conversion unit only to the first accumulation unit or the second accumulation unit, After reading out the electric charge accumulated in the first accumulation unit or the second accumulation unit as an optical signal for live view display, and further reading out the optical signal and the optical noise signal for each field The photoelectric conversion unit of the pixel is exposed, and at the timing of exposure completion, the first transfer unit or the second transfer unit of the pixel is driven, and the photoelectric charge accumulated by the photoelectric conversion unit is First storage 4. Or the second storage unit, and the charge stored in the first storage unit or the second storage unit is read as an optical signal for live view display. The imaging device described in 1.
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